CN105001465A - 一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆线料及其制备方法，具体是一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料及其制备方法，由下列重量份原料组成：天然胶40~100份；氯丁橡胶40~80份；丁腈橡胶30~40份；硬脂酸4~5份；偶联剂4~5份；氧化锌5~6份；稳定剂4~5份；促进剂3~5份；阻燃剂100~120份；填充剂60~100份。其中，所述天然胶的主要成分是聚异戊二烯，为风干胶片和绉片中的一种；所述促进剂为橡胶促进剂TMTD；所述氯丁橡胶是氯丁二烯为主要原料进α-聚合生成的弹性体。本发明的有益效果在于：实现了该电缆材料低烟、阻燃、耐候特点，环保安全，制备的电缆料的物理机械性能和加工工艺性能好，易于加工，原料更加环保、毒性小，推广力度大。
Description
技术领域
本发明涉及电缆线料及其制备方法，具体是一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料及其制备方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，电缆在通讯、电力等领域的应用非常广泛。但是，由于电缆属于可燃物质，因此，随着电气火灾事故的频繁发生，电缆的阻燃问题已经引起了世界各国的重视。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险的因素，在火灾中妨碍人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。近年来，电缆的老化引起的火灾越来越多，因此，电缆的耐候性改进也成为了人们的研究重点。为了降低火灾的发生率以及发生火灾时的死亡率，低烟、阻燃、耐候、环保成为了电线电缆行业的发展方向。现有技术中，低烟阻燃电缆料的生产大多是在聚烯烃基材中加入大量的氯化石蜡来达到阻燃的效果， 然而，这种方法制备的电缆料的阻燃效果并不是很理想，而且，由于大量无机材料的加入，影响了电缆料的物理机械性能和加工工艺性能，现有技术中，由于多以聚氨酯弹性体作为电缆料的主要成分，因此，聚氨酯弹性体的阻燃性能和耐候性能很大程度上影响着所制备的电缆料的阻燃性能和耐候性能。然而，由于聚氨酯弹性体本身属于易燃物体，因此，提高聚氨酯弹性体的热稳定性非常重要。但是，现有技术中的电缆料所用的聚氨酯弹性体的热稳定性较差，从而导致所制得的电缆料的阻燃性能、耐候性能和热稳定性能不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，由下列重量份原料组成：
天然胶 40~100份
氯丁橡胶 40~80份
丁腈橡胶 30~40份
硬脂酸 4~5份
偶联剂 4~5份
氧化锌 5~6份
稳定剂 4~5份
促进剂 3~5份
阻燃剂 100~120份
填充剂 60~100份
其中，所述天然胶的主要成分是聚异戊二烯，为风干胶片和绉片胶中的一种。
所述氯丁橡胶是CR232型氯丁橡胶。CR232型氯丁橡胶的综合性能良好，有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂，具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，粘接性好，分解温度230～260℃，短期可耐120～150℃，在80～100℃可长期使用，具有一定的阻燃性。
所述促进剂为橡胶促进剂TMTD。所述促进剂为橡胶促进剂TMTD，由石家庄市茂丰化工有限公司提供的无毒环保促进剂，环保、危害小，橡胶工业中用作超硫化促进剂,适用于天然胶、合成胶，主要用于制造轮胎、内胎、胶鞋、电缆等工制品。
优选地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。钛酸酯偶联剂具有很大的灵活性和多功能性，它本身既是偶联剂,也可以是分散剂、湿润剂、粘合剂、交联剂、催化剂等、还可以兼有防锈、抗氧化、阻燃等多功能，应用范围很广。
优选地，所述稳定剂为环保稀土复合稳定剂。所述不仅能置换PVC 大分子上的烯丙基氯原子，与HCL形成离子健，还能吸附HCL分子形成络合物，阻止共轭双键的产生，从而阻止了PVC的分解。环保稀土复合稳定剂在原来钙锌环保稳定剂的基础上加入硬脂酸镧，构成La\Ca\Zn 复合稳定剂体系，其热稳定时间远大于Ca\Zn 复合稳定剂体系，所以稳定性比传统的铅盐和钙/锌稳定剂更为优异，具有初期及长期热稳定性能，同时稀土具有吸收230-320 纳米紫外光的功能。实践证明，在PVC树脂制品中，加工性能好，热稳定作用相当于铅盐类稳定剂，是一种良好的无毒稳定剂。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝或者氢氧化镁。
优选地，所述的填充剂为二氧化硅玻璃纤维、环保三氧化二锑其中任一种。二氧化硅玻璃纤维其本身既是填充剂，具有阻燃效果，而且具有补强作用，由它补强的胶料其硫化胶其机械强度高，电性能好，并可用于其他补强剂或者弱补强剂并用，制备不同使用要求的胶料，使补强的胶料机械强度高，介电性能好。
本发明的另一个目的是提供一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1）按照所述重量份配好原料；
2）按常规方法经塑练的天然胶、氯丁橡胶加入到双螺杆炼胶机中先经转速10~15rpm搅拌，在经转速为30～40rpmb的搅拌捣胶，待胶料均匀后下片，然后加入硬脂酸、偶联剂、氧化锌、阻燃剂、填充剂和稳定剂，接着投入促进剂，混炼温度为85°以下，混炼后，挤出，其中挤出机各段的温度自喂料口开始，依次为70℃～80℃、130℃～140℃、140℃～150℃、 120℃～ 130℃，单螺杆温度110℃～120℃，机头温度110℃～120℃。
相比于现有技术，本发明的优势在于：
1、本发明制备的低烟阻燃橡胶电缆料，该电缆材料实现了发烟量低、阻燃性好、耐候等特点。
2、通过使用环保促进剂、环保稀土复合稳定剂，不含卤族元素，无有害物质释放实用性强，实现环保安全。
3、本发明选用的新型稀土复合稳定剂具有比传统的铅盐和钙/ 锌稳定剂更为优异的初期及长期热稳定性能，耐温超过105℃，均苯四酸四辛酯作为耐高温增塑剂，提高抗老化性能，能经受140℃×14 天的老化，耐高温效果非常突出，
4、通过加入二氧化硅玻璃纤维代替了现有技术中，低烟阻燃电缆料的生产大多是加入大量的氯化石蜡来达到阻燃的效果。
5、本发明制备的电缆料的物理机械性能和加工工艺性能好，易于加工，原料更加环保、毒性小，推广力度大。
具体实施方式
以下结合较佳实施例对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
配方实施
实施例1
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，由下列重量份原料组成：
邹片胶 60份
CR232型氯丁橡胶 60份
丁腈橡胶 30份
硬脂酸 4份
钛酸酯偶联剂 4份
氧化锌 6份
环保稀土复合稳定剂 4份
橡胶促进剂TMTD 3份
氢氧化铝 100份
二氧化硅玻璃纤维 100份
得到的低烟阻燃橡胶电缆料具体性能指标如下：
老化前：断裂伸长率250％；
抗拉强度10.1N/mm2；
老化后(120℃ *240h)断裂伸长率200％；
抗拉强度11.1N/mm2；
断裂伸长率变化率为-8.0％，抗拉强度变化率为-7.1％；
耐臭氧(25℃，浓度0.020～0.030％，30h)无裂纹；
电性能：体积电阻率1.8*1012Ω.m，击穿强度17kV/mm。 实施例2
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，由下列重量份原料组成：
风干胶片 40份
CR232型氯丁橡胶 40份
丁腈橡胶 40份
硬脂酸 5份
钛酸酯偶联剂 5份
氧化锌 5份
环保稀土复合稳定剂 4份
橡胶促进剂TMTD 5份
氢氧化镁 120份
二氧化硅玻璃纤维 100份
得到的低烟阻燃橡胶电缆料具体性能指标如下：
老化前：断裂伸长率210％；
抗拉强度11.1N/mm2；
老化后(120℃ *240h)断裂伸长率195％；
抗拉强度11.5 N/mm2；
断裂伸长率变化率为-8.5％，抗拉强度变化率为-8.1％；
耐臭氧(25℃，浓度0.018～0.030％，30h)无裂纹；
电性能：体积电阻率1.9*1012Ω.m，击穿强度17kV/mm。 实施例3
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，由下列重量份原料组成：
风干胶片 100份
CR232型氯丁橡胶 80份
丁腈橡胶 35份
硬脂酸 4份
钛酸酯偶联剂 4份
氧化锌 5份
环保稀土复合稳定剂 5份
橡胶促进剂TMTD 3份
氢氧化铝 120份
环保三氧化二锑 100份
得到的低烟阻燃橡胶电缆料具体性能指标如下：
老化前：断裂伸长率210％；
抗拉强度12.1N/mm2；
老化后(120℃ *240h)断裂伸长率205％；
抗拉强度11.7 N/mm2；
断裂伸长率变化率为-9.0％，抗拉强度变化率为-9.1％；
耐臭氧(25℃，浓度0.018～0.025％，30h)无裂纹；
电性能：体积电阻率2.1*1012Ω.m，击穿强度17kV/mm。
方法实施例
实施例1
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1）按照所述重量份配好原料；
2）按常规方法经塑练的风干胶片 CR232型氯丁橡胶、丁腈橡胶加入到双螺杆炼胶机中先经转速10rpm搅拌，在经转速为30rpmb的搅拌捣胶，待胶料均匀后下片，然后加入硬脂酸、钛酸酯偶联剂、氧化锌、环保稀土复合稳定剂、氢氧化镁、二氧化硅玻璃纤维，接着投入橡胶促进剂TMTD，混炼温度为85°以下，混炼后，挤出，其中挤出机各段的温度自喂料口开始，依次为70℃、 130℃、 140℃、 120℃， 单螺杆温度 110℃， 机头温度 110℃。
实施例2
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1）按照所述重量份配好原料；
2）按常规方法经塑练的绉片胶、CR232型氯丁橡胶、丁腈橡胶加入到双螺杆炼胶机中先经转速15rpm搅拌，在经转速为40rpmb的搅拌捣胶，待胶料均匀后下片，然后加硬脂酸、钛酸酯偶联剂、氧化锌、环保稀土复合稳定剂、氢氧化铝、二氧化硅玻璃纤维，接着投入橡胶促进剂TMTD，混炼温度为85°以下，混炼后，挤出，其中挤出机各段的温度自喂料口开始，依次为80℃、140℃、150℃、 130℃，单螺杆温度120℃， 机头温度120℃。
实施例3
一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1）按照所述重量份配好原料；
2）按常规方法经塑练的风干胶片、CR232型氯丁橡胶、丁腈橡胶加入到双螺杆炼胶机中先经转速13rpm搅拌，在经转速为35rpmb的搅拌捣胶，待胶料均匀后下片，然后加入加硬脂酸、钛酸酯偶联剂、氧化锌、环保稀土复合稳定剂、氢氧化镁、环保三氧化二锑，接着投入橡胶促进剂TMTD，混炼温度为85°以下，混炼后，挤出，其中挤出机各段的温度自喂料口开始，依次为75℃、 135℃、 145℃、 125℃， 单螺杆温度 115℃， 机头温度 115℃。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，由下列重量份原料组成：
天然胶 40~100份
氯丁橡胶 40~60份
丁腈橡胶 30~40份
硬脂酸 4~5份
偶联剂 4~5份
氧化锌 5~6份
稳定剂 4~5份
促进剂 3~5份
阻燃剂 100~120份
填充剂 60~100份
其中，所述天然胶的主要成分是聚异戊二烯，为风干胶片和绉片中的一种；
所述促进剂为橡胶促进剂TMTD；
所述氯丁橡胶是CR232型氯丁橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，其特征在于：所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，其特征在于：所述的填充剂为二氧化硅玻璃纤维、环保三氧化二锑其中任一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝或者氢氧化镁。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料，其特征在于：所述稳定剂为环保稀土复合稳定剂。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温低烟阻燃橡胶电缆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）按照所述重量份配好原料；
2）按常规方法经塑练的天然胶、氯丁橡胶加入到双螺杆炼胶机中先经转速10~15rpm搅拌，在经转速为30～40rpmb的搅拌捣胶，待胶料均匀后下片，然后加入硬脂酸、偶联剂、氧化锌、阻燃剂、填充剂和稳定剂，接着投入促进剂，混炼温度为85°以下，混炼后，挤出，其中挤出机各段的温度自喂料口开始，依次为70℃～80℃、130℃～140℃、140℃～150℃、 120℃～130℃，单螺杆温度110℃～120℃，机头温度110℃～120℃。
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